Устройство для определения момента прихода акустических сигналов Советский патент 1986 года по МПК G01V1/40 

ч

со ;о

Эд

:л

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕШНИЯ МОМЕНТА ПРИХОДА АКУСТИЧЕС1(ИХ СИГ- ,НАЛОВ по авт.св. № 574024, о т л и-^чающееся тем, что, с целью помехоустойчивости выделения сигнала, в устройство введены схема синхронизации, генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, многоканальный аналоговый коммутатор и блок памяти, где генератор тактовых импульсов соединен с много- канальным аналоговым коммутатором, а блок памяти через многоканальный коммутатор соединен с выходом регулируемого усилителя, причем схема синхронизации подсоединена к генератору тактовых импульсов и распределителю импульсов.

/3

/2 Изобретение относится к области геофизических исследований скважии, а именно к аппаратуре акустического каротажа, В основном авт.св. № 57А024 описано устройство, предназначенное для помехоустойчивого выделения момента прихода акустического импульса при акустическом методе каротажа скважин, Это устройство содержит регулируемый усилитель, регулируемый фильтр частот, формирователь и элемент И, причем выход элемента И подключен к регистратору, один вход через формирователь и усилитель-ограничитель подключен к источнику сигналов, а второй вход через пороговый каскад, фильтр низких частот и регулируемый усилитель Также подключен к источнику сигналов. В одном канале такой двухканальной схемы выделения периодов через нуль исследуемый сигнал максимально усиливается, формируется и постзгпает на элемент И, а в другом канале сигнал увеличивается и через фильтр низких частот и порого вый каскад подается на другой вход элемента И. Сигнал, прошедший фщтьт очищается от импульсных помех и высокочастотных составляющих, выделяется пороговым каскадом и открьгоает элемент И между тем, как на BTO вход элемента И поступает сгформированный максимально усиленный сигнал, и на выходе элемента И появляется сигнал, сформированный по переходам через нуль синусоидального сигнала, причем при изменении порога дискриминации время появления сформированного на выходе элемента И сигнала не изменяется. Таки образом, это устройство в ряде случаев обладает удовлетрорительной помехоустойчивостью. Однако бьшо установлено экспериментально, что при каротаже в разрезах с прослойками, обладающими . сильным затуханием для акустической волны, упомянутое устройство не позволяет обеспечить помехоустойчивое выделение момента прихода аку стического сигнала. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости выделения момента прихода акустического сигна ла при каротаже со сложной структурой разреза скважин. 2 Это достигается тем, что в основное устройство по авт.св. № 574024, введены схема синхронизации, генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, многоканальный аналоговый коммутатор и блок памяти, причем схема синхронизации запускает генератор тактовых импульсов и распределитель импульсов, а последНИИ через многоканальный аналоговый коммутатор поочередно подключает элементы памяти, расположенные в блоке памяти и тине, соединяющей выход регулируемого усилителя со входом фильтра. . На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства. Схема содержит источник I сигнала, усилитель-ограничитель 2, регулируемый усилитель 3, фнпьтр 4, пороговый каскад 5, формирователь 6, элемент И 7, регистратор 8, схему 9 синхронизации, генератор 10 тактовых импульсов, распределитель 11 импульсов, многоканальный аналоговый коммутатор 12, блок 13 памяти, который может быть выполнен в виде набора конденсаторов, подключенных одним электродом к общей шине, а другим - к соответствующему ключу многоканального аналогового коммутатора. Устройство работает следующим образом. Смесь полезного сигнала и шума от источника 1 сигнала разветвляется йа два канала, В первом канале сигнал проходит последовательно через усилитель-ограничитель 2, форми-.. рователь 6 и поступает на первый вход элемента И, т.е. на первый вход i элемента И поступают прямоугольные импульсы, сформированные по пе-реходамчерез О из смеси полезного сигнала и шума. Во втором канале сигналь, пройдя регулируемьй усилитель 3 и фильтр 4, поступает на пороговый каскад 5. Сформированный пороговым каскадом импульс поступает на второй вход элемента И. Импульс с выхода элемента И появляется в момент прихода полезного сигнала и отмечается регистратором. Фильтр служит для подавления высокочастотных помех. При сильном затухании акустического сигнала в породе уровень полезного сигнала сравним с уровнем шумов и требуется дополнительная 3 обработка сигнала во втором канале при подаче его на фильтр .4 с целью повышения отношения сигнал-шум. Это му служат узлы 9-13, с помощью которых осзпчествляется накопление и усреднение полезного сигнала за несколько циклов излучения и приема акустических сигналов. При акустических измерениях вероятная область появления полезного сигнала , как правило, известна. Схе ма синхронизации 9 запускает генератор тактовых импульсов 10 и распределитель импульсов 11, КОТОРЫЕ вероятную область появления полез-. ного сигнала делят на N равных временных интервалов At;, (,2,. .. ,N) . Распределитель 11 импульсов последовательно во времени через N канальный аналоговый коммутатор 12 подключает конденсаторы памяти блок 13 памяти к выходу регулируемого усилителя 3. Таким образом, каждый i-й конденсатор будет заряжаться в течение времени it- до напряжения, 25 5 равного величине сигнала на выходе регулируемого усилителя в этот интервал времени. Причем заряд конденсатора будет происходить с постоянной времени, определяемой емкостью конденсатора памяти и выходным сопротивлением регулируемого усилителя. Поскольку полагаем,что полезный сигнал и шум статически независимы, то через несколько циклов излучение - прием -и конденсатор должен зарядиться до напряжения, равного напряжению полезного сигнала в интервале времени At;. В результате на вход фильтра 4 поступает накопленный сигнал, в значительной степени очищенный отшумов. Тем самым повышается надежность выделения момента прихода полезного сигнала, В схеме устройства могут быть широко применимы типовые интегральные схемы средней степени интеграции, что снизит размеры устройства и .повысит надежность функционирования.